[发明专利]可溶解铝合金材料、其制备方法及压裂球

说明书

本发明公开了可溶解铝合金材料、其制备方法及压裂球，涉及金属功能材料技术领域。可溶解铝合金材料，以质量百分比计包括以下成分：Ga 0.01～6.0％、In 0.01～5.5％、Sn 0.01～6.0％、Zn 0.01～7.0％、Mg 0.01～5.0％、Cu 0.01～4.0％、Ce 0.01～3.5％、La 0.01～6.5％，其余为Al。可溶解铝合金材料的制备方法，按照上述成分比例调控原料，能显著提升材料的溶解速率，并使材料的强度满足工艺要求，非常适合于制备压裂球。

技术领域

本发明涉及金属功能材料技术领域，且特别涉及可溶解铝合金材料、其制备方法及压裂球。

背景技术

压裂技术是利用水力作用使油气层形成裂缝的一种油气开采技术，是使用频率最高的油气开采技术之一，压裂球是压裂技术得以实施的关键，国内的油田大多使用塑料球或钢球作为压裂作业过程中的压裂球。但是，由于钢球比重大，在水平地层层段很难快速坐封投球滑套的球座，影响压裂液和油气的流通通道；塑料球在返回井口过程中易堵住已经压开的其他裂缝，不利于提高油气的产出量。

为了适应水平井压裂的发展，需要选择其他比重轻的材料来制造压裂球。一般而言，压裂球需要满足一下要求：(1)密度低；(2)可承受井下工作压力；(3)加工性能好；(4)压裂结束之后易返排或者其本身具有可溶解性；(5)溶解速度与其使用温度有关。基于以上要求，可溶解铝合金是制备压裂球的理想材料，但是一般溶解速率越高则强度往往越低，不能满足工艺要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可溶解铝合金材料，旨在提升合金的溶解速率，且使合金的强度也保持在较高水平。

本发明的另一目的在于提供一种可溶解铝合金材料的制备方法，其通过合金成分的改进，使制备得到的铝合金材料具有很快的溶解速率。

本发明的第三目的在于提供一种压裂球，其溶解速率高，且强度也较为理想。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出了一种可溶解铝合金材料，以质量百分比计包括以下成分：Ga 0.01～6.0％、In 0.01～5.5％、Sn 0.01～6.0％、Zn 0.01～7.0％、Mg 0.01～5.0％、Cu 0.01～4.0％、Ce 0.01～3.5％、La 0.01～6.5％，其余为Al。

本发明还提出一种可溶解铝合金材料的制备方法，将按比例调配的原料进行冶炼。

本发明还提出一种压裂球，其由上述可溶解铝合金材料或上述制备方法制备得到的可溶解铝合金材料制备而得。

本发明实施例提供一种可溶解铝合金材料的有益效果是：其在铝合金中引入Ga、In、Sn、Zn、Mg、Cu、Ce和La，通过Ga、In、Sn和Zn调控合金的溶解性能；通过Mg和Cu强化析出，提高材料强度；通过Ce和La进行细晶强化，同样有利于提升材料的强度。发明人通过以上组分用量的调控，达到显著改善材料溶解性能的目的，同时还能够使材料的强度保持在较好水平。

本发明实施例还提供一种可溶解铝合金材料的制备方法，按照上述成分比例调控原料，能显著提升材料的溶解速率，并使材料的强度满足工艺要求，非常适合于制备压裂球。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

下面对本发明实施例提供的可溶解铝合金材料、其制备方法及压裂球进行具体说明。